KR20100117344A - 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 수신 장치 및 방법 - Google Patents

단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 수신 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 성능을 향상시키기 위하여 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행함으로써 유클리디언 거리를 이용하는 수신 장치에서 발생하는 복잡도 증가를 방지하고 적은 연산량으로 ML 검출을 가능하도록 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 출력 심볼에 대하여 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 측정하고 상기 거리 행렬을 이용하여 상기 decision line을 기준으로 일정 범위에 존재하는 심볼에 대하여 ML 검출을 위한 심볼이라고 정의하는 심볼 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access), ML(Maximum Likelihood), MIMO(Multiple Input Multiple Output), 채널등화.

Description

단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템을 위한 수신 장치 및 방법{RECEIVING APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE CARRIER FREQUENCY DIVISION ACCESS}
본 발명은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에 관한 것으로, 특히 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 MIMO 검출 성능을 향상시키기 위하여 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행함으로써 유클리디언 거리를 이용하는 수신 장치에서 발생하는 복잡도 증가를 방지하고 적은 연산량으로 ML 검출을 가능하도록 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 상향링크에서 요구되는 성능을 만족하기 위해서 사용자 간 직교성 보장과 더불어 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)을 감소시키기 위한 기술이 주요 이슈로 떠오르고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식은 PAPR이 높은 단점이 있다. 이러한 PAPR은 한 사 용자가 다중 반송파를 사용하거나 CDMA(Code Division Multiple Access)에서와 같이 다중 코드를 사용하는 경우에 주로 발생한다. 따라서, 단일 반송파를 사용하는 방식이 PAPR 성능 측면에서 선호되고 있다. 단일 반송파 방식으로 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 유력하게 논의되고 있는 방식은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속(SC-FDMA ; Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)이다.
상기 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 방식은 주파수 영역 ML 수신기를 사용하는 OFDM 시스템과 다르게 시간 영역 ML 수신기를 사용해야하며 ML 검출 과정 수행시 해당 사용자가 송신한 심볼 전체에 대해서 ML 검출 과정을 수행해야 한다.
이때 SC-FDMA에서의 ML의 크기는 사용자가 할당받은 리소스 블록 갯수와 송신 안테나 갯수의 곱으로 나타냄에 따라 리소스 블록 갯수가 1 송신 안테나 갯수가 1 경우 LTE/LTE-adv 에서는 1개의 리소스 블록에 12개의 부반송파를 할당함에 따라 ML의 크기의 최소값은 12로 매우 큰 값이 된다. 이는 ML 검출을 위해 비교해야하는 심볼 조합의 후보의 갯수가 많아짐에 따라 수신 장치의 연산량이 많다는 단점이 있다.
또한 SC-FDMA의 ML-PDP 방식은 성능은 우수하지만 심볼들의 신뢰도를 측정하기 위하여 ML metric을 계산해야 하는 부담이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 성능 열화 없이 복잡도를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 복잡도를 줄이기 위한 거리 행렬을 이용하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 장치는 MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 출력 심볼에 대하여 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 측정하고 상기 거리 행렬을 이용하여 상기 decision line을 기준으로 일정 범위에 존재하는 심볼에 대하여 ML 검출을 위한 심볼이라고 정의하는 심볼 선택부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 방법은 MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 출력 심볼에 대하여 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 측정하는 과정과, 상기 거리 행렬을 이용하여 상기 decision line을 기준으로 일정 범위에 존재하는 심볼에 대하여 ML 검출을 위한 심볼이라고 정의하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 복잡도를 줄이기 위하여 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행함으로써 유클리디언 거리를 이용하는 수신 장치에서 발생하는 복잡도 증가를 방지하고 적은 연산량으로 ML 검출을 가능하게 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 설명에서는 본 발명에 따른 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행해여 ML 검출 복잡도를 감소시키기 위한 장치 및 방법에 대하여 설명할 것이다.
또한 본 발명은 송신안테나간 간섭 성분만 존재하는 OFDM은 송신스트림 분리가 가능하나 DFT로 인한 송신안테나간 간섭뿐 아니라 부반송파간 간섭이 복합된 간섭성분이 발생하는 SC-FDMA 전송방식에서 수신 신호의 송신스트림의 분리가 아닌, 선택적인 ML을 수행하기 위한 MMSE 수신기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 상세히 도시한 블록도이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 수신 장치는 N-FFT(Fast Fourier Transform) 처리부(100), 채널추정기(102), MMSE 필터(MMSE 수신기)(104), IDFT(106), ML 검출기(108) 및 심볼 선택부(110)를 포함하여 구성할 수 있으며, 상기 심볼 선택부(110)는 거리 행렬 측정부(112)와 신뢰도 확인부(114)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 N-FFT 처리부(100)는 적어도 하나의 수신 안테나를 통해 수신한 RF 대역 신호를 기저대역(baseband) 신호로 변환한 후, 고속 푸리에 변환(FFT ; Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 신호로 변환한다.
상기 채널 추정기(102)는 상기 FFT 처리부(100)에서 주파수 영역의 신호로 변환된 각 데이터 심볼 신호를 부반송파로 디매핑하여 출력한 후, 상기 출력 신호 중 파일럿 신호를 이용하여 각 채널을 추정한다.
상기 MMSE 필터(104)는 상기 채널 추정기(102)에서 추정한 각 채널 추정값 을 이용하여 상기 부반송파로 디매핑하여 해당 데이터 심볼 신호를 주파수 영역에서 채널 보상한 후, L개의 레이어(예: 송신기에서 전송되는 흐름 수)로 분리하여 각각에 해당하는 상기 IDFT로 출력한다.
상기 IDFT(106)는 상기 MMSE 필터(104)로부터 분리된 레이어 별로 출력되는 신호를 역 이산 푸리에 변환(IDFT)하여 복호를 위한 연출력(soft-out)을 생성한다.
상기 ML 검출부(108)는 상기 채널 추정기(102)로부터 추정된 채널행렬과 후보송신심볼벡터를 모두 이용해서 ML 기준(criterion)을 계산한다.
이때, 상기 ML 검출부(108)는 후보송신심볼벡터가 아니라 IDFT 변환된 후보송신신호벡터에 대해 ML 기준을 계산하며 유클리디언 거리를 이용하여 ML 검출 과정을 수행하는 기존의 ML 검출부와 다르게 거리 행렬 파라미터를 이용하여 ML Decision line을 기준으로 일정 범위에 포함되는 심볼들에 대하여 ML 검출 과정을 수행하여 적은 연산량으로 성능 열화를 최소화하도록 한다.
상기 ML 검출부(108)는 상기 심볼 선택부(110)로부터 제공받은 거리 행렬을 이용하여 에러 발생 확률이 높은(Decision 경계에 있는) 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행하는데 ML 검출의 복잡도를 고려하여 상기 에러 발생 확률이 높은 심볼이 미리 정한 임계값(ML 사이즈)보다 큰 갯수의 심볼이 존재한다고 판단할 경우, 상기 ML 검출부(108)는 상기 미리 정한 임계값 이하의 신뢰도가 좋지 않은 심볼을 선택하도록 처리한다.
즉, 상기 ML 검출부(108)는 상기 임계값 미만의 심볼이 존재함을 확인할 경우, 상기 수신 장치의 ML 검출 능력에 맞는 심볼이 존재하여 상기 심볼에 대한 ML 검출 과정을 충분히 수행할 수 있다고 판단하며 상기 임계값 이상의 심볼이 존재함을 확인할 경우, 상기 수신 장치의 ML 검출 과정에서 성능 열화가 발생할 수 있다고 판단할 수 있다.
이에 따라 상기 ML 검출부(108)는 임계값 이상의 심볼이 존재함을 확인할 경우, 상기 심볼 가운데 신뢰도가 좋지 않은 심볼을 선택하여 상기 미리 정한 임계값 이하의 신뢰도가 좋지 않은 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행하도록 한다.
상기 심볼 선택부(110)는 상기 수신 장치의 ML 검출 과정에 필요한 심볼을 선택하는 과정을 수행하는 것으로 기존의 ML 검출 과정에서 이용한 유클리디언 거리 대신에 ML Decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬이라고 정의한 파라미터를 측정하여 에러 발생 확률이 높은 심볼을 선택하여 상기 ML 검출부(108)로 제공한다.
상기 심볼 선택부(110)의 거리 행렬 측정부(112)는 IDFT 과정을 거친 상기 MMSE 필터(104)의 출력 심볼에 대한 거리 행렬을 측정하며 상기 신뢰도 확인부(114)는 상기 ML 검출 과정을 수행하고자 하는 심볼 즉, 상기 심볼 선택부(110)에 의해 선택된 심볼 가운데 신뢰도가 좋은 심볼을 확인하여 에러 발생률이 적은 심볼 선택을 가능하도록 한다.
이상은 본 발명에 따른 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템에서 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행해여 ML 검출 성능을 향상시키기 위한 장치에 대하여 설명하였고, 이하 설명에서는 본 발명의 바람직 한 일 실시 예에 따른 상기 장치를 이용하여 에 따른 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템ML 검출 성능을 향상시키기 위한 방법에 대하여 설명할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 수진 장치의 ML 검출 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 수신 장치는 먼저 채널 추정기에 의해 추정된 채널 정보를 획득하여 유효 채널을 구성한 후, MMSE 수신기를 통하여 사용자가 전송한 신호의 스트림을 분리한다. 이후, 상기 수신 장치는 201단계에서 MMSE 수신기의 출력 심볼을 획득한 후, 203단계로 진행하여 ML Decision line에 근접한 심볼을 선택한다.
여기에서, 상기 수신 장치는 기존의 수신 장치에서 ML 검출시 유클리디언 거리를 이용한 신뢰도를 측정함에 따라 발생할 수 있는 시스템의 복잡도 문제를 해결하기 위하여 에러 발생 확률이 높은 심볼 즉, ML Decision line에 근접한 심볼이 에러 발생 확률이 높다고 판단하여 ML 검출 과정을 수행하고자 하는 상기 에러 발생 확률이 높은 심볼을 선택한다.
이후, 상기 수신 장치는 205단계로 진행하여 상기 203단계에서 선택한 에러 발생 확률이 높은 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행한다.
이후, 상기 수신 장치는 본 발명에 따른 알고리즘을 종료한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치의 ML 검출 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 수신 장치는 먼저 채널 추정기에 의해 추정된 채널 정보를 획득하여 유효 채널을 구성한 후, MMSE 수신기를 통하여 사용자가 전송한 신호의 스트림을 분리한다. 이후, 상기 수신 장치는 301단계로 진행하여 MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 303단계로 진행하여 상기 획득한 출력 심볼에 대한 거리 행렬을 측정한다.
여기에서, 상기 수신 장치는 수신하는 심볼에 대하여 IDFT 과정을 수행함으로써 상기 MMSE로부터 연 출력(soft MMSE output)되는 심볼을 획득할 수 있으며 상기와 같은 MMSE로부터 출력되는 심볼은 하기 <수학식 1>을 이용하여 나타낼 수 있다.
Figure 112009025085384-PAT00001
상기 <수학식 1>은 상기 MMSE 필터로부터 분리된 레이어 별로 출력되는 신호를 역 이산 푸리에 변환(IDFT)하여 복호를 위한 연출력(soft-out) 값을 나타낸다.
또한, 상기 출력 심볼에 대한 거리 행렬은 기존의 수신 장치에서 ML 검출시 유클리디언 거리를 이용한 신뢰도를 측정함에 따라 발생할 수 있는 시스템의 복잡도 문제를 해결하여 적은 연산량으로 성능 열화를 최소화하는 ML 검출을 위한 심볼을 선택하기 위한 파라미터이다.
이후, 상기 수신 장치는 305단계로 진행하여 상기 303단계에서 측정한 거리 행렬을 판단하여 ML 검출 과정을 수행하고자 하는 심볼을 선택한다.
여기에서, 상기 307단계에서 선택하는 심볼은 ML Decision line을 기준으로 일정 범위에 포함되는 심볼들로 상기 수신 장치는 하기 <수학식 2>를 이용하여 상기 ML 검출 과정을 수행할 심볼을 선택한다.
Figure 112009025085384-PAT00002
상기 <수학식 2>는 Re 영역과 Im 영역의 심볼 가운데 임계값을 차감한 영역에 존재하는 심볼에 대한 거리 행렬로 ML Decision line을 기준으로 일정 영역에 존재하는 심볼을 의미한다.
이후, 상기 수신 장치는 307단계로 진행하여 상기 305단계에서 선택한 심볼의 갯수를 확인한 후, 309단계로 진행하여 상기 307단계에서 확인한 심볼의 갯수가 미리 정한 임계값 이상인지를 판단한다. 여기에서, 상기 미리 정한 임계값은 상기 수신 장치의 ML 검출 능력에 맞는 심볼의 갯수를 결정하는 임계값으로 상기 임계값 미만의 심볼을 선택할 경우, 상기 수신 장치는 선택된 심볼에 대한 ML 검출 과정을 충분히 수행할 수 있다고 판단할 수 있으며, 상기 임계값 이상의 심볼을 선택할 경우, 상기 수신 장치는 선택된 심볼에 대한 ML 검출 과정에 열화가 발생할 수 있다고 판단할 수 있다.
이로 인하여 상기 수신 장치는 309단계로 진행하여 상기 선택한 심볼 갯수를 미리 정한 임계값과 비교하는 과정을 수행한다.
만일, 상기 309단계에서 상기 임계값 이상으로 심볼을 선택함을 확인하여 상기 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행시 성능 열화가 발생할 수 있다고 판단할 경우, 상기 수신 장치는 311단계로 진행하여 상기 선택한 심볼 가운데 신뢰도가 좋지 않은 심볼을 선택하도록 처리한다. 이때. 상기 수신 장치는 상기 미리 정한 임계값 이하의 신뢰도가 좋지 않은 심볼을 선택하도록 처리한다.
이후, 상기 수신 장치는 313단계로 진행하여 상기 선택한 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행한다. 즉, 상기 수신 장치는 상기 311단계에서 선택한 미리 정한 임계값 미만의 신뢰도가 좋지 않은 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행하는 것이다.
한편, 상기 309단계에서 상기 임계값 미만의 심볼을 선택함을 확인하여 상기 심볼에 대한 ML 검출 과정을 충분히 수행할 수 있다고 판단할 경우, 상기 수신 장치는 상기 313단계의 과정을 수행하여 상기 305단계에서 선택한 심볼에 대한 ML 검출 과정을 수행한다.
상기와 같은 과정을 통하여 상기 수신 장치는 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정 대신 본 발명에 따른 거리 행렬을 이용한 ML 검출 과정을 수행하여 상기 수신 장치의 성능 열화 발생을 줄일 수 있다.
이후, 상기 수신 장치는 본 알고리즘을 종료한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 ML 검출을 위한 심볼을 선택하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4(a)는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 적은 연산량으로 성능 열화를 최소화하는 ML 검출 과정을 수행하기 위한 파라미터인 거리 행렬에 이용하여 에러 발생 확률 확인하는 과정을 도시한 도면이다.
상기 도 4(a)를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 FDE MMSE 수신기를 사용한다고 할 때 수신 심볼을 검출한다는 것은 결국 MMSE 필터의 출력 심볼의 시간 영역(time domain) 값에 대해서 심볼 별로 ML 기준을 적용시키는 것과 같다. 상기 수신 장치에서 BPSK 변조 방식을 사용한다고 가정하면 ML 기준은 하기 <수학식 3>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009025085384-PAT00003
상기 수학식 3은 로그우도비와 관련된 식으로 상기 로그우도비가 송신 비트 S에 대해 1에 가까운 확률 p1과 0에 가까울 확률 p0을 의미한다.
다시 말해서 p(r|s1)=p(r|s2)인 경우에는 ML 검출을 할 수 없고 에러가 발생할 확률(Pe)이 가장 높은 상태가 된다. 이를 M-ary 변조 방식으로 확장하면 에러가 발생할 확률은 하기 수학식 4와 같은 성질을 가지게 됨을 알 수 있다.
Figure 112009025085384-PAT00004
여기에서, S1은 1번째 이웃 심볼(1'st likelihood symbol)을 나타내며 S2는 2번째 이웃 심볼(2'nd likelihood symbol)을 나타낸다.
상기 수학식 4를 참조하면, 상기 r은 MMSE 수신기의 출력 심볼을 나타내고 AGWN 채널과 같이 잡음 증가가를 무시하게 되면 상기 에러가 발생할 확률은 하기 <수학식 5>와 같이 정리되며 상기 <수학식 5>의 양변에 자연로그를 취하게 되면 하기 <수학식 6>과 같이 정리가 된다.
Figure 112009025085384-PAT00005
Figure 112009025085384-PAT00006
이때, 상기와 같은 <수학식 6>을 r에 대하여 정리하면 수신 심볼의 신뢰도는 decision line과의 거리에 직접적인 영향을 받는다는 것을 나타내는 상기 도 4(a)와 같은 그래프의 결과를 얻을 수 있다.
이에 따라 상기와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치는 유클리디언 거리를 이용한 ML 검출 과정을 수행하지 않고 상기 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 ML 검출 과정을 수행하도록 하여 기존의 수신 장치의 ML 검출 과정시 발생하는 복잡도 증가를 개선할 수 있다.
도 4(b)는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 거리 행렬을 이용하여 선택한 심볼을 도시한 도면이다.
상기 도 4(b)를 참조하면, 상기 수신 장치는 상기 도 4(a)와 같은 신뢰도에 임계값을 적용하여 ML 검출 과정을 수행하고자 하는 심볼이 위치한 영역을 설정하게 된다.
상기 도 4(b)의 성상점에 찍힌 점들은 MMSE 필터의 출력 심볼을 의미하는 것으로 "＊"으로 표시된 점들은 에러가 발생하지 않은 점, "о"로 표시된 점들은 에러가 발생한 점들을 의미한다.
상기 도 4(b)를 참조하면, 상기 수신 장치는 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 이용하여 decision line를 중심으로 일정 거리 안에 분포 하는 심볼에 대하여 ML 검출 과정을 수행하도록 하여 기존의 수신 장치의 ML 검출 과정시 발생하는 복잡도 증가를 줄일 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치와 일반적인 수신 장치의 성능을 비교한 그래프이다.
먼저 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치는 안테나가 2, QPSK 변조 방식을 사용하였으며, 총 서브 캐리어 수가 2048, 1개의 RB는 12개의 서브 캐리어로 구성된다고 가정하였다. 채널 모델은 3GPP TS 36.104 Annex B의 Extended Vehicular A (EVA) 모델을 사용하였다. 한 명의 사용자가 2개의 RB를 할당 받을 경우 기존의 알고리즘과 본 발명에서 제안한 알고리즘의 bit error rate (BER) 성능과 복잡도를 실험을 통하여 비교하였다. 2개의 RB에 송신 안테나가 두 개 이므로 48개의 심볼을 디텍션 하는 문제와 같다. 여기서 선택적인 ML 수신기의 최대 크기(임계값)는 4로 설정하였다.
상기 도 5를 참조하면, 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 수신 장치의 알고리즘(selective ML with decision line metric)은 기존의 FDE-MMSE 수신 장치 대비 10-3 BER에서 약 5 dB의 SNR 이득이 있다는 것을 확인할 수 있다. 본 발명에 따른 알고리즘은 decision line metric만을 이용하여 ML 수신기의 크기를 제한한 경우 보다 우수하고, ML-PDP에 근접하는 성능을 가진다는 것을 알 수 있다.
또한 본 발명에 따른 수신 장치는 수신 심볼의 신뢰도를 구하는 부분과 ML 수신기의 크기를 유동적으로 사용하는 부분으로 두 가지 측면에서 ML-PDP 알고리즘과 비교하였을 때 본 발명에 따른 수신 장치의 복잡도가 크게 줄어드는 것을 알 수 있다.
먼저 수신 심볼의 신뢰도를 구하는 부분에 대한 복잡도를 살펴보면 기존의 수신 장치에서 N개의 심볼에 대한 신뢰도를 구하는 것은 ML 계산에 필요한 연산량을 의미하는 것으로, 각각 N2 번의 곱셈과 덧셈 연산이 필요하게 된다. 이는 N=48이라고 가정할 경우 신뢰도 계산에 필요한 연산량은 663,552가 되며 본 발명에 따른 수신 장치의 연산량은 거리 행렬 계산에 필요한 연산량을 의미하는 것으로 임계치 이상의 심볼을 선택할 경우, 본 발명에 따른 수신 장치는 유클리디언 거리를 계산하는데 이때 연산량은 기존 수신 장치의 연산량에 0.2% 정도로 복잡도가 줄어들게 된다.
다음으로 ML 수신기의 크기를 유동적으로 사용하는 부분에 대한 복잡도를 비교해보면 ML-PDP 알고리즘은 항상 같은 크기의 ML 수신기를 사용하게 되므로 실시 예와 같은 환경에서 항상 4개의 심볼에 대해서 선택적인 ML을 수행하게 됨에 따라 ML-PDP 알고리즘에서 8192의 복잡도가 발생하며 본 발명에 따른 수신 장치의 복잡도는 채널 상황에 따라서 ML 수신기의 크기가 달라지게됨에 따라 기존의 수신 장치의 복잡도 대비 29%가 줄어드는 효과가 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이 다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수신 장치의 구성을 상세히 도시한 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 수진 장치의 ML 검출 과정을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치의 ML 검출 과정을 도시한 흐름도,
도 4(a)는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 적은 연산량으로 성능 열화를 최소화하는 ML 검출 과정을 수행하기 위한 파라미터인 거리 행렬에 이용하여 에러 발생 확률 확인하는 과정을 도시한 도면,
도 4(b)는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치에서 거리 행렬을 이용하여 선택한 심볼을 도시한 도면 및,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 수신 장치와 일반적인 수신 장치의 성능을 비교한 그래프.

Claims (2)

  1. 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 장치에 있어서,
    MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 출력 심볼에 대하여 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 측정하고 상기 거리 행렬을 이용하여 상기 decision line을 기준으로 일정 범위에 존재하는 심볼에 대하여 ML 검출을 위한 심볼이라고 정의하는 심볼 선택부를 포함하는 것을 특징으로 하는 ML 검출 장치.
  2. 단일 반송파 주파수 분할 다중 접속 시스템의 ML 검출 방법에 있어서,
    MMSE의 출력 심볼을 획득한 후, 출력 심볼에 대하여 decision line과 심볼간의 거리를 나타내는 거리 행렬을 측정하는 과정과,
    상기 거리 행렬을 이용하여 상기 decision line을 기준으로 일정 범위에 존재하는 심볼에 대하여 ML 검출을 위한 심볼이라고 정의하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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